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KR20170100262A - Method for manufacturing tube members of high strength copper alloys - Google Patents

Method for manufacturing tube members of high strength copper alloys Download PDF

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KR20170100262A
KR20170100262A KR1020160022609A KR20160022609A KR20170100262A KR 20170100262 A KR20170100262 A KR 20170100262A KR 1020160022609 A KR1020160022609 A KR 1020160022609A KR 20160022609 A KR20160022609 A KR 20160022609A KR 20170100262 A KR20170100262 A KR 20170100262A
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KR
South Korea
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copper alloy
cold
strength copper
high strength
tube
Prior art date
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Application number
KR1020160022609A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정임근
정동섭
김영국
Original Assignee
(주)풍성정밀관
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)풍성정밀관 filed Critical (주)풍성정밀관
Priority to KR1020160022609A priority Critical patent/KR20170100262A/en
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Abstract

The present invention relates to a method of manufacturing a tube member using copper alloy and, more specifically, relates to a method of manufacturing a tube member of a high strength copper alloy capable of significantly reduce a number of processing when compared to a conventional cold working method without using a cutting process. According to the present invention, the method of manufacturing the tube member of the high strength copper alloy comprises: a step of cold companding a base tube manufactured by a high strength copper alloy; a step of annealing the cold companded tube material; a step of applying a lubricant to a surface of the annealed tube material; and a step of drawing the tube material applied with the lubricant.

Description

고강도 동 합금의 관형 부재 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING TUBE MEMBERS OF HIGH STRENGTH COPPER ALLOYS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a high strength copper alloy tubular member,

본 발명은 동 합금을 사용하여 관형 부재를 제조하는 방법에 관한 것으로, 절삭가공을 사용하지 않고, 종래의 냉간가공법에 비해 가공 공수를 현저하게 줄일 수 있으며, 특히 고강도 황동의 관형 부재 제조에 적합한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a tubular member using a copper alloy, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a tubular member using a copper alloy, .

KS D 5101의 [동 및 동합금의 봉]의 규격 중, 6/4 황동을 기본으로 하고, 6/4 황동의 성분 중 Zn의 일부를 Mn, Ni, Al, Sn, Si 등의 원소로 치환한, 소위 'C6782' 및 'C6783'으로 명명된 동 합금은 6/4 황동 합금 규격 중 가장 우수한 인장강도 및 내식성을 나타내어, '망간-청동(Manganese Bronze)'으로도 불리는 합금이다.Among the standards of KS D 5101 [copper and copper alloy rods], 6/4 brass is used as a base, and 6/4 brass components are replaced with elements such as Mn, Ni, Al, Sn, Si , The so-called 'C6782' and 'C6783', are the alloys, also called 'Manganese Bronze', which exhibit the best tensile strength and corrosion resistance among the 6/4 brass alloys.

이 합금은 개발된 후, 주로 주조, 열간 단조 및 열간 압연한 봉 형상의 부재를 인발가공을 통해 2차 가공한 후 사용되어 왔고, 주요한 사용처는 선박의 프로펠러, 광산용 기계기구 밸브 등이다.This alloy has been used since it was secondarily processed by casting, hot forging and hot rolled rod-shaped members through drawing process, and its main applications are ship propeller and machine tool valve for mining.

최근, 이 재료의 특징인 우수한 내식성과 기계적 성질을 자동차용 부품에 이용하고자 수요가 늘고 있다.In recent years, there is an increasing demand for the use of excellent corrosion resistance and mechanical properties characteristic of this material for automotive parts.

그런데 자동차 부품의 대부분은 관(Tube) 형태로 이루어지는데, 상기 동 합금 재료는 관 형상이 아닌 봉 형상으로 되어 있으므로, 자동차 부품으로 가공하기 위해서는 봉 형상의 부재를 관 형상 부재로 가공할 필요가 있다.Most of the automobile parts are formed in the form of a tube. Since the copper alloy material is a rod rather than a pipe, it is necessary to process the rod-like member into a tubular member in order to process it into an automobile part .

한편, 하기 특허문헌에 개시된 바와 같이, 연신율이 우수한 동 합금을 사용하여 관형 부재를 제조할 경우, 압출하여 모관을 제조한 후 관재 인발(Tube Drawing) 가공을 통해 관형 부재를 제조할 수 있다.On the other hand, in the case of manufacturing a tubular member using a copper alloy having excellent elongation as disclosed in the following patent documents, a tubular member can be manufactured through extrusion to manufacture a tubular body, followed by tube drawing.

그런데 상기 동 합금 재료는 인장강도가 450~500MPa로 일반적인 동 합금에 비해 높고, 연신률이 15~20% 정도로 일반적인 동 합금에 비해 작은 편이어서, 압출하여 모관을 제조한 후 인발을 통해 소정의 치수를 갖는 관형 부재로 가공하기 위한 냉간가공을 수행하게 되면 냉간 균열(Cold Tear)이 발생하기 쉬워, 인발 작업 시 회당 감면율(Reduction Area)을 15% 이하(바람직하게는 10% 이하)로 극히 낮게 하여야 가공 작업이 가능하여 인발 가공과 이에 병행되는 어닐링 횟수가 많아져, 실질적으로 자동차 부품용으로 가공하기 어려웠다.However, the copper alloy material has a tensile strength of 450 to 500 MPa, which is higher than that of a general copper alloy and has an elongation of about 15 to 20%, which is smaller than a general copper alloy. Cold Tear is apt to occur when cold working is performed for processing with a tubular member having a reduced diameter of less than 15% (preferably 10% or less) The number of times of drawing and the number of annealing in parallel therewith is increased, and it is practically difficult to process for automobile parts.

이로 인해, 상기 합금으로 이루어진 자동차용 관형 부재 가공은, 도 1에 도시된 바와 같이, 소정 치수의 봉형 부재를 구입하여 치수에 맞게 절단 가공을 한 후, 드릴링(Drilling) 가공을 수행하고 리머 가공을 수행하는 방법으로 요구되는 치수 정밀도 및 표면조도에 맞추고 있는 실정이다.Therefore, as shown in FIG. 1, the automotive tubular member made of the alloy can be manufactured by purchasing a bar-shaped member having a predetermined size, cutting it according to the dimensions, performing drilling, And the surface roughness and the dimensional accuracy required by the method.

이와 같이, 절삭가공을 사용한 상기 합금의 관형 부재의 가공은 자동차 업계에서 요구하는 품질 기준에는 대응할 수 있으나, 가공비용이 높고, 가공할 수 있는 길이에 제한이 있으며, 가공에 따른 재료의 손실이 많아, 생산성이 낮은 문제점이 있다.As described above, the machining of the tubular member of the alloy using the cutting process can meet the quality standards required in the automobile industry, but the machining cost is high, the machining length is limited, , And low productivity.

한국공개특허공보 제2009-0087005호Korean Patent Publication No. 2009-0087005

본 발명의 과제는, 인장강도가 높고 연신율이 낮아 냉간소성 가공을 통해 가공이 용이하지 않았던 고강도 동 합금 재료를, 냉간소성 가공을 통해 자동차 업계에서 요구하는 치수정밀도 및 표면조도를 구비한 관형 부재로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.The object of the present invention is to provide a high strength copper alloy material which has high tensile strength and low elongation so that it can not be easily processed through cold plastic working to a tubular member having dimensional accuracy and surface roughness required by the automobile industry through cold plastic working And a method for manufacturing the same.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 고강도 동 합금으로 이루어진 모관을 냉간압신(Cold Pilger)하는 단계와, 냉간압신된 관재를 어닐링(Annealing)하는 단계와, 어닐링된 관재의 표면에 윤활제를 도포하는 단계 및 윤활제가 도포된 관재를 인발(Drawing)하는 단계를 포함하는 고강도 동 합금의 관형 부재의 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a high-strength copper alloy, comprising the steps of: cold pilging a core pipe made of a high-strength copper alloy; annealing the cold-rolled pipe material; And a step of drawing the tubular member coated with the lubricant. The present invention also provides a method of manufacturing a high strength copper alloy tubular member.

본 발명에 의하면 냉간소성 가공만으로도 자동차 업계에서 요구하는 치수정밀도와 표면조도를 구현할 수 있으며, 치수정밀도 및 표면조도는 종래의 기계가공법에 비해서도 우수하다.According to the present invention, the dimensional precision and surface roughness required in the automobile industry can be realized by only cold plastic working, and the dimensional accuracy and surface roughness are superior to those of the conventional machining method.

또한, 기계가공법은 내경 크기 대비 3~5배수 이상의 길이를 가공할 경우 절삭공구의 흔들림으로 인하여 가공 정밀도가 낮고 표면이 거칠어 긴 관의 생산방식에는 적합하지 않지만, 본 발명은 길이가 긴 관(Long Tube)으로 생산하는 방식이므로, 자동차 산업을 포함한 모든 산업에서 필요한 부품용으로 다양한 길이(수십 미터 이하)로 가공할 수 있다.In addition, although the machining method is not suitable for a production method of a long pipe having a low machining accuracy and rough surface due to shaking of a cutting tool when machining a length of 3 to 5 times or more the inner diameter of the inner diameter, Tube), it can be processed in various lengths (several tens of meters or less) for parts required in all industries including the automobile industry.

또한, 기계가공법은 드릴링과 리머 작업 과정에서 상당한 재료의 손실이 발생하나, 본 발명에 따른 방법에 의하면 이러한 재료 손실이 거의 발생하지 않는다.In addition, the machining process causes considerable loss of material in the course of drilling and reaming, but according to the method of the present invention, such material loss hardly occurs.

또한, 단순 인발공정에 비해 냉간가공 공정수가 현저하게 줄어들어 생산비용을 크게 절감할 수 있다.In addition, the number of cold working processes can be significantly reduced compared to the simple drawing process, which can greatly reduce the production cost.

도 1은 종래의 C6782 고강도 황동의 관형 부재의 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 C6782 고강도 황동의 관형 부재의 제조 공정도이다.
도 3은 냉간압신 공정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 인발 공정을 설명하기 위한 개략도이다.
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a conventional C6782 high-strength brass tubular member.
2 is a manufacturing process diagram of a C6782 high-strength brass tubular member according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a schematic view for explaining the cold pressing process.
4 is a schematic view for explaining the drawing process.

본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함하는 의미이다. 그리고 포함한다의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작. 요소 및/또는 성분을 구체화하며 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작. 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외하는 것은 아니다.The singular forms used to describe the embodiments of the present invention are meant to include plural forms unless the phrases expressly mean the opposite. And includes meaning of specific characteristics, regions, integers, steps, and actions. Elements and / or components, and other particular features, regions, integers, steps, acts. Quot; does not exclude the presence or addition of elements, elements and / or groups.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학 용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미이다. 또한, 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술 문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 갖는 것으로 추가 해석되고 정의되지 않는 한, 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지는 않는다.Although not defined differently, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not to be construed as ideal or very formal meanings unless further defined and interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure.

본 발명자들은 KS D 5101의 C6782나 C6783과 같은 고강도 동 합금을 관형 부재로 가공함에 있어, 가공비용을 줄이면서 우수한 치수 정밀도와 표면조도를 구현하기 위하여 연구한 결과, 냉간압신법을 통해 냉간 균열 없이 적은 공정 단계로도 상기 고강도 동 합금의 단면감소율을 50~70%로 높일 수 있고 후속하여 냉간인발법을 통해 마무리 가공을 수행할 경우, 우수한 치수정밀도와 표면조도를 구현할 수 있어, 종래의 절삭가공법에 의한 방법에 비해 제조비용을 현저하게 줄일 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.The inventors of the present invention have studied to realize high dimensional accuracy and surface roughness while reducing processing cost in processing a high strength copper alloy such as C6782 or C6783 of KS D 5101 into a tubular member. As a result, It is possible to increase the cross-sectional reduction rate of the high-strength copper alloy to 50 to 70% even at a low process step, and to achieve excellent dimensional accuracy and surface roughness when the finish machining is subsequently performed by the cold drawing method, The manufacturing cost can be remarkably reduced as compared with the method according to the present invention.

본 발명에 따른 고강도 동 합금의 관형 부재 제조방법은, 고강도 동 합금으로 제조된 모관을 냉간압신하는 단계와, 냉간압신된 관재를 어닐링하는 단계와, 어닐링된 관재의 표면에 윤활제를 도포하는 단계 및 윤활제가 도포된 관재를 인발하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a tubular member of a high strength copper alloy according to the present invention includes the steps of cold pressing a core tube made of a high strength copper alloy, annealing the cold-rolled tube member, applying a lubricant to the surface of the annealed tube member And drawing out the pipe material coated with the lubricant.

상기 모관은 압출이나 판재의 가공 및 용접과 같은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있으며, 그 제조방법에 특별한 제한되지 않는다.The capillary tube can be manufactured by various methods such as extrusion, plate working, and welding, and there is no particular limitation on the production method thereof.

상기 냉간압신은, 모관의 단면감소율이 50~70%가 되도록 수행할 수 있으며, 3회 이하, 보다 바람직하게는 2회 이하의 냉간압신 공정을 통해 상기 단면감소율을 구현하는 것이 바람직하다. 이때, 냉간압신 후 냉간압신 공정을 반복 수행함에 있어, 어닐링 공정을 중간에 수행할 수 있다.The cold pressing may be performed so that the cross-sectional reduction rate of the capillary is 50 to 70%, and the cross-sectional reduction rate is preferably realized through 3 or less, more preferably 2 or less, cold pressing processes. At this time, the annealing process can be performed in the middle in repeating the cold pressing process after cold pressing.

상기 인발은 플러그(plug) 인발공정이며, 단면감소율이 15~25%가 되도록 수행할 수 있다. 인발공정은 2회 이하, 보다 바람직하게는 1회의 공정으로 수행하는 것이 바람직하다.The drawing is a plug drawing process and can be performed so that the sectional reduction ratio is 15 to 25%. The drawing process is preferably performed twice or less, more preferably, one time.

상기 인발공정을 수행하기 전에 관재에는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함하는 윤활제를 도포하는 것이 바람직하며, PTFE를 포함하는 윤활제는 인발공정의 회당 단면감소율을 높일 뿐 아니라, 표면조도도 향상시킬 수 있다.It is preferable to apply a lubricant containing polytetrafluoroethylene (PTFE) to the pipe before performing the drawing process, and the lubricant containing PTFE is required not only to increase the reduction rate of the cross section of the drawing process but also to improve the surface roughness .

상기 냉간압신과 인발공정을 위해 수행하는 어닐링 공정은 580~650℃에서 20분~2시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 상기 온도 범위 및 시간의 하한치를 벗어날 경우 충분한 풀림이 이루어지지 않아 다음 가공에 악 영향을 미치고 상기 온도 및 시간 범위 상한치를 벗어날 경우, 에너지 비용이 과도해지기 때문에 적절하지 않다.The cold rolling and drawing process is preferably performed at 580 to 650 ° C for 20 minutes to 2 hours. If the temperature falls outside the lower limit of the temperature range and time, sufficient annealing is not performed, which adversely affects the next processing. If the temperature and time range are out of the upper limit, the energy cost becomes excessive.

본 발명에 따른 관형 부재의 제조방법은 동 합금의 조성에 제한되는 것은 아니라, 특히 Cu: 55~60.5질량%, Pb: 0.5질량% 이하, Fe: 0.1~1.5질량%, Al: 0.2~2.0질량%, Mn: 0.5~3.0질량%, 나머지 Zn과 불가피한 불순물을 포함하는 고강도 동합금과 같이 종래 절삭가공으로 가공되어 온 합금의 관형 부재의 가공에 적합하게 사용될 수 있다.The manufacturing method of the tubular member according to the present invention is not limited to the composition of the copper alloy, but it is particularly preferable that the composition of Cu is 55 to 60.5 mass%, Pb is 0.5 mass% or less, Fe is 0.1 to 1.5 mass%, Al is 0.2 to 2.0 mass %, Mn: 0.5 to 3.0% by mass, and the high-strength copper alloy containing the remaining Zn and unavoidable impurities.

[실시예][Example]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 동 합금 관형 부재의 제조 공정도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 고강도 동 합금 관형 부재의 제조공정은, C6782 합금으로 제조된 압출 모관을 냉간압신하는 단계와, 냉간압신 후 어닐링하는 단계, 어닐링된 관재에 윤활제를 코팅하는 단계 및 윤활제가 코팅된 관재를 플러그 인발하는 단계를 포함하여 이루어진다.2 is a manufacturing process diagram of a copper alloy tubular member according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in Fig. 2, the manufacturing process of the high strength copper alloy tubular member according to the preferred embodiment of the present invention comprises cold pressing the extrusion cap made of C6782 alloy, annealing after cold pressing, A step of coating a lubricant on the pipe material, and a step of pulling out a pipe material on which the lubricant is coated.

먼저, 압출모관으로는 C6782 합금을 용해하여 주조한 후, 주조재를 압출 및 피어싱하여 제조한 중공을 구비한 봉재로, 그 치수는 외경 68mm, 두께 6mm, 길이 1000mm인 것을 사용하였다.First, as the extrusion capillary, a rod having a hollow prepared by melting and casting a C6782 alloy, and extruding and piercing the cast material, the dimensions of which were 68 mm in outer diameter, 6 mm in thickness, and 1000 mm in length.

냉간압신공정은, 도 3에 도시된 바와 같이, 원주 방향으로 점차 직경이 축소되는 테이퍼 형상의 오목한 홈을 가지고 상,하로 배치된 한 쌍의 롤과, 길이 방향으로 직경이 점진적으로 줄어들며 모관의 내부에 배치되어 모관을 지지하는 테이퍼 형상의 맨드릴과, 상기 한 쌍의 롤에 의해 압신된 관을 지지하며 배출하는 배출관을 포함하는 필거 압연기에 의해 수행된다.As shown in Fig. 3, the cold pressurization process comprises a pair of rolls having a tapered concave groove gradually reduced in diameter in the circumferential direction, a pair of rolls arranged in an upward and downward direction, a diameter gradually decreasing in the lengthwise direction, A mandrel that is disposed in the tapered shape and supports the capillary tube, and a discharge tube that supports and discharges the tube that is compressed by the pair of rolls.

냉간압신공정에서는, 롤이 모관을 전,후 압착 회전시킴으로써, 필요한 두께와 직경으로 압축하여 길이를 늘이는데, 상기 한 쌍의 롤은 회전하면서 맨드릴의 테이퍼에 따라 전진 및 후퇴를 수 회 반복하여, 롤의 오목한 홈과 맨드릴 사이에 인입되는 모관을 압연하여 소정의 관 두께와 내,외경을 구비한 관재로 제조한다.In the cold pressing process, the rolls are compressed and compressed to a required thickness and diameter by rotating the capillary tube before and after compression, and the pair of rolls are rotated and retreated several times in accordance with the taper of the mandrel while rotating , And a corrugated tube introduced between the concave grooves of the roll and the mandrel is rolled to produce a tube having a predetermined tube thickness and inner and outer diameters.

구체적으로, 2회의 냉간압신공정을 통해 상기 모관의 단면감소율을 50~70% 정도로 가공을 수행한다.Specifically, the reduction ratio of the cross section of the capillary is processed to about 50 to 70% through two cold pressing processes.

1차 냉간압신공정에서는 외경 48.2mm, 두께를 4.0mm가 되도록 공정을 수행하며, 냉간압신 가공 전에 모관을 세척하는 공정을 통해 모관에 부착된 오일을 제거한 후 냉간압신공정을 수행한다.In the first cold pressing process, the process is performed so that the outer diameter is 48.2 mm and the thickness is 4.0 mm. The oil attached to the cap is removed through the process of washing the cap before the cold pressing process, and then the cold pressing process is performed.

구체적으로, 두 개의 가변 치수 홈을 가진 원형의 회전 다이스가 모관의 상, 하에 설치되어, 완전 360°회전하며, 다이스는 동축에 부착된 백과 피니언 기어에 의해 구동된다. 이로 인해 재료와 원형 다이스 간에 슬립 현상이 발생하지 않고, 맨드릴은 만곡형 구배를 유지한다.Specifically, a circular rotary die having two variable dimensional grooves is provided above and below the capillary, and is rotated by 360 degrees, and the die is driven by the bag and pinion gear attached to the coaxial shaft. As a result, no slip occurs between the material and the circular dies, and the mandrel maintains a curved gradient.

이어서, 1차 냉간압신된 관재에 부착된 오일 및 기타 불순물을 제거하기 위하여 유기용제를 사용한 세척 작업을 수행하고, 550~650℃로 가열하고 30분 동안 유지한 후 노냉하여 1차 냉간압신 가공 과정에서 가공경화된 관재의 미세조직에 어닐링 처리를 수행하고 진원도와 진직도에 대한 압신검사를 수행한다.Subsequently, in order to remove oil and other impurities adhering to the primary cold-rolled pipe, an organic solvent was used for cleaning, and the pipe was heated to 550 to 650 ° C. and maintained for 30 minutes. The annealing process is performed on the microstructure of the work-hardened tube, and the roundness and straightness are checked.

그리고 1차 냉간압신된 관재에 대해, 외경 25.4mm, 두께 3.0mm가 되도록 2차 냉간압신공정을 수행한다.Then, secondary cold-rolled steel sheets are subjected to a cold-rolled steel pipe having an outer diameter of 25.4 mm and a thickness of 3.0 mm.

2차 냉간압신공정에서는 치수정밀도를 확보하고 표면조도의 균일성을 유지하며 얇은 두께를 유지하기 위하여, 1차 냉간압신 시의 2 롤 구조의 필거 압연기가 아닌 3 롤 구조의 필거 압연기를 사용한다. 본 발명의 실시예에서는 마지막 냉간압신을 3롤 구조의 필거 압연기를 사용하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 압신된 관재의 두께 상태를 고려하여, 2 롤 구조 또는 3 롤 구조 등 다양하게 사용될 수 있다.In order to secure dimensional accuracy and maintain uniformity of surface roughness and maintain thin thickness, a 3-roll peeler mill is used instead of a 2-roll peeler for primary cold pressing. In the embodiment of the present invention, the last cold pressing is a three-roll structure rolling mill, but the present invention is not limited thereto. In consideration of the thickness of the rolled pipe, a two-roll structure or a three-roll structure may be used .

그리고 2차 냉간압신된 관재에 대해서도 1차 냉간압신된 관재와 동일하게 부착된 오일 및 기타 불순물을 제거하기 위하여 유기용제를 사용한 세척 작업을 수행하고, 550~650℃로 가열하고 30분 동안 유지한 후 노냉하여 2차 냉간압신 가공 과정에서 가공경화된 관재의 미세조직에 어닐링 처리를 수행하고 진원도와 진직도에 대한 압신검사를 수행한다.In order to remove oil and other impurities adhered to the first cold-rolled pipe, the second cold-rolled pipe was subjected to a cleaning work using an organic solvent, heated to 550 to 650 ° C. and held for 30 minutes Annealing is performed on the microstructure of the workpiece cured in the second cold pressing process, and roundness and straightness are checked.

이와 같이 2회의 냉간압신을 통해 고강도 동 합금인 C6782 합금으로 이루어진 관재의 단면감소율을 50% 이상 가공이 가능하게 되었으며, 종래의 인발공정으로 수행할 경우, 5회 이상의 가공이 필요한 공정을 2회의 공정으로 단축할 수 있었다.In this way, it is possible to process more than 50% of the section reduction ratio of the tube made of C6782 alloy, which is a high strength copper alloy, through cold pressing twice. In the case of the conventional drawing process, .

어닐링된 관재의 표면에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함하는 코팅제를 도포한다. 백색의 외관을 갖는 유기 고분자인 PTFE은 평활하며 응집성이 작은 분자 구조이기 때문에, 분자쇄끼리 서로 미끄러지기 쉬워 저마찰 계수를 발현하는 고체 윤활제이다. PTFE의 도포성을 높이기 위하여 별도의 매질을 사용할 수도 있다.A coating containing polytetrafluoroethylene (PTFE) is applied to the surface of the annealed tube. PTFE, which is an organic polymer having an appearance of white, is a solid lubricant which has a smooth and cohesive molecular structure and molecular chains are easily slidable with each other to exhibit a low friction coefficient. A separate medium may be used to enhance the applicability of PTFE.

이어서, PTFE가 도포된 관재를 플러그 인발을 수행하며, 도 4에 도시된 바와 같이, 플러그 인발 공정은 다이와 관재의 내부에 플러그를 배치한 후, 그 끝을 척으로 끌어당김으로써, 다이(die)와 플러그 사이에 형성된 공간으로 재료가 통과되는 과정에 다이 공형과 동일한 형상의 관제가 되도록 가공하는 방법으로, 치수정밀도가 좋고, 표면이 매끄러운 광택을 내는 제품을 얻을 수 있게 하며, 인발의 반복 여부에 따라 기계적 성질, 피삭성과 같은 물성도 향상될 수 있다. 플러그 인발은 플러그를 상부에 고정하여 두께와 외경을 모두 감소시키는 방식이며, 플러그를 사용하여 인발하게 되면 튜브의 내,외면의 직경이 잘 제어되므로, 본 발명의 실시예에서는 플러그 인발을 수행하였다.Then, as shown in Fig. 4, the plug drawing process is performed by placing a plug inside the die and the pipe, pulling the end of the pipe into the chuck, And the plug is processed to have the same shape as the die cavity in the process of passing the material through the space formed between the plug and the plug. This makes it possible to obtain a product having good dimensional accuracy and smooth surface, Accordingly, physical properties such as mechanical properties and workability can be improved. When the plug is pulled out by using the plug, the diameters of the inner and outer surfaces of the tube are controlled well, so that the plug pulling is performed in the embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 실시에에서 인발은 1회의 공정으로 수행하였으나, 인발 횟수는 최종적으로 요구되는 치수에 맞추어 복수 회 수행될 수 있다.Meanwhile, in the practice of the present invention, drawing is performed in one step, but the number of drawing can be performed a plurality of times in accordance with the finally required dimensions.

일반적인 윤활제를 사용할 경우 플러그 인발 시 단면감면율은 10%를 넘기 어려우나, PTFE를 도포할 경우, 20% 이상으로 단면감소율을 높일 수 있으므로 인발 횟수를 줄이는데 매우 효과적이다.In case of using general lubricant, it is difficult to exceed 10% in cross-section reduction rate at the time of plug drawing, but it is very effective to reduce the number of pull-out because PTFE application can increase cross-sectional reduction rate by more than 20%.

본 발명의 실시예에서는 인발기를 사용하여 외경 10.5mm, 두께 2.75mm가 되도록 인발가공을 수행하였으며, 이때 윤활방식은 오일을 사용하였다.In the embodiment of the present invention, drawing was performed using a drawing machine so as to have an outer diameter of 10.5 mm and a thickness of 2.75 mm. In this case, oil was used as a lubricating method.

최종적으로 가공된 관형 부재의 외경 공차는 0.1mm 이내이고, 벽 두께의 외경 공차는 0.05mm로 치수정밀도가 우수한 결과를 얻었다.The outer diameter tolerance of the finally processed tubular member was within 0.1 mm, and the outer diameter tolerance of the wall thickness was 0.05 mm, and the dimensional accuracy was excellent.

인발 가공을 종료한 후, 유기용제를 사용하여 세척공정을 수행하여 인발 가공시 부착된 오일을 제거한다.After completion of the drawing process, the organic solvent is used to perform a washing process to remove the adhered oil during the drawing process.

마지막으로, 통상의 튜브용 어닐링로를 통해 600~650℃에서 약 15분간 열처리하여, 인발된 관형 부재의 내마모성, 강도, 내열성 등의 기계적 성질을 조절한다.Finally, heat treatment is performed at 600 to 650 ° C for about 15 minutes through a normal tube annealing furnace to control the mechanical properties such as abrasion resistance, strength, and heat resistance of the drawn tubular member.

Claims (7)

고강도 동 합금으로 제조된 모관을 냉간압신하는 단계;
냉간압신된 관재를 어닐링하는 단계;
어닐링된 관재의 표면에 윤활제를 도포하는 단계; 및
윤활제가 도포된 관재를 인발하는 단계;를 포함하는
고강도 동 합금의 관형 부재의 제조방법.
A step of cold-pressing a cap made of a high-strength copper alloy;
Annealing the cold drawn steel tube;
Applying a lubricant to the surface of the annealed tubing; And
And drawing out the pipe material to which the lubricant is applied
A method of manufacturing a tubular member of high strength copper alloy.
제1항에 있어서,
상기 냉간압신하는 단계는 단면감소율이 50~70%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 고강도 동 합금의 관형 부재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of cold pressing is such that the reduction ratio of the cross section is 50 to 70%.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 인발하는 단계는 플러그 인발공정에 의하며, 단면감소율이 15~25%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 고강도 동 합금의 관형 부재의 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the step of drawing is performed by a plug drawing process so that the reduction ratio of the cross-sectional area is 15 to 25%.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 윤활제는 PTFE를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 동 합금의 관형 부재의 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein said lubricant comprises PTFE. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 어닐링은 550~650℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 고강도 동 합금의 관형 부재의 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the annealing is performed at 550 to 650 占 폚.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고강도 동 합금은, Cu: 55~60.5질량%, Pb: 0.5질량% 이하, Fe: 0.1~1.5질량%, Al: 0.2~2.0질량%, Mn: 0.5~3.0질량%, 나머지 Zn과 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 동 합금의 관형 부재의 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The high-strength copper alloy contains 55 to 60.5 mass% of Cu, 0.5 mass% or less of Pb, 0.1 to 1.5 mass% of Fe, 0.2 to 2.0 mass% of Al, 0.5 to 3.0 mass% of Mn, Wherein the step of forming the tubular member comprises the steps of:
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 냉간압신 공정은 2회 이하로 수행하는 고강도 동 합금의 관형 부재의 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the cold-pressing step is performed twice or less.
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